環(huán)保型塑解劑在半鋼輪胎中的應(yīng)用

李海艷，張寧

(山東豐源輪胎制造股份有限公司，山東 棗莊 277300)

橡膠制品生產(chǎn)過程中，塑解劑通過與斷裂大分子的化學(xué)作用，能夠產(chǎn)生游離基使橡膠大分子裂解，或是封閉塑煉時(shí)生膠分子斷鏈端基，使其喪失活性，不再重新結(jié)聚，最終達(dá)到增加膠料塑性、縮短塑煉時(shí)間的效果，提高生膠塑煉的效率，降低能耗。門尼黏度是衡量橡膠加工性能的重要指標(biāo)之一，塑解劑可以降低膠料門尼黏度，提高膠料加工工藝性能[1]，本文主要探究了環(huán)保型塑解劑A86在半鋼子午線輪胎胎體配方中的應(yīng)用，結(jié)果表明環(huán)保型塑解劑A86對天然膠的可塑度、門尼黏度、胎體膠料的硫化特性以及胎體硫化膠的物理機(jī)械性能的影響。

1 膠料的生產(chǎn)

1.1 主要原材料及助劑

NR天然橡膠 20#標(biāo)準(zhǔn)膠，TSR20泰國進(jìn)口；黑炭黑N326，卡博特公司；硬脂酸SAD，益海嘉里投資有限公司；間接法氧化鋅ZnO，淄博海順鋅業(yè)有限公司；黏合樹脂SL-3005，山東摩爾化工有限公司；防老劑4020、防老劑RD，山東尚舜化工有限公司；C5石油樹脂，鑫樂化工有限公司；癸酸鈷Co20.5，朝陽市征和化工有限公司；環(huán)保化學(xué)塑解劑A86 山東陽谷華泰化工股份有限公司；TX-1、TX-2兩種小料均為公司自制。

1.2 實(shí)驗(yàn)配方

胎體膠料制備配方詳見表1。

表1 胎體KA01配方 單位：份

1.3 主要設(shè)備與儀器

X（S）M-1.5X型小密煉機(jī)、XK-160型開煉機(jī)，青島科高橡塑機(jī)械技術(shù)裝備公司產(chǎn)品；XLB-400-400型四立柱平板硫化機(jī)，青島鑫城一鳴橡膠機(jī)械有限公司產(chǎn)品；XM370型密煉機(jī)、XM305型開煉機(jī)，高校軟控股份有限公司產(chǎn)品；門尼黏度儀，MV3000，德國Montech公司；拉力試驗(yàn)機(jī)，Zwick Z010，德國Zwick公司；硬度計(jì)，Z3130，德國Zwick公司檢測設(shè)備。

1.4 膠料試樣制備及測試

1.4.1 混煉膠的制備

小配合試驗(yàn)在密煉機(jī)進(jìn)行母膠混煉，開煉機(jī)上進(jìn)行終膠加硫。一段在X（S）M-1.5X型小密煉機(jī)中進(jìn)行混煉[2]，加料順序?yàn)椋涸O(shè)備預(yù)熱到60 ℃，加入生膠→促進(jìn)劑、微晶蠟、硬脂酸等小料→炭黑→環(huán)保油→下片；母煉膠料停放4 h后進(jìn)行加硫，二段開煉機(jī)輥距3 mm，混煉順序?yàn)椋阂欢文改z→硫磺、促進(jìn)劑、防焦劑等小料→下片得到混煉膠。

大試工藝為SSM低溫一步法煉膠工藝，生膠料與母膠小料在密煉機(jī)中初步混煉后，排放到雙驅(qū)全自動開煉機(jī)上，壓制成片后分流給4組全自動混煉開煉機(jī)，（初步混煉再開煉，是不需要調(diào)節(jié)輥距，都是程序設(shè)定自動混煉膠的）膠料在每組混煉開煉機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動混煉720 s，全過程為補(bǔ)充混煉、冷卻、收取，過程為120 s。下片時(shí)無需調(diào)節(jié)輥距）。

1.4.2 硫化膠的制備

采用平板硫化機(jī)（XLB-400-400型四立柱平板硫化機(jī)，青島科高橡塑機(jī)械技術(shù)裝備有限公司）進(jìn)行硫化得到硫化膠，硫化溫度為 150 ℃，壓力為 15 MPa，硫化時(shí)間為45 min。

2 結(jié)果與討論

2.1 環(huán)保化學(xué)塑解劑材料檢測及分析結(jié)果

表2 為環(huán)保化學(xué)塑解劑材料的檢測結(jié)果，為保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，選取五個(gè)批次進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測，并取均值。

表2 塑解劑入廠檢測結(jié)果分析

從表2可以看出，環(huán)保化學(xué)塑解劑五個(gè)批次各項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定，檢測數(shù)據(jù)均在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，滿足我公司驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 小配合實(shí)驗(yàn)

2.2.1 小配合試驗(yàn)?zāi)z料性能分析

K試—2配方，不加環(huán)保型塑解劑A860；K試—1配方，添加0.25份的環(huán)保型塑解劑A86。

從表3的測試數(shù)據(jù)可以看出，配方中添加環(huán)保型塑解劑后混煉膠的門尼黏度ML(1+4)100 ℃降低約6~7個(gè)值，降幅約為7.1%，同時(shí)焦燒時(shí)間延長0.89 min，增幅約為6.3%，這將有效的提升膠料的加工性能，胎體混煉膠的塑性穩(wěn)定性得到明顯提升，流變數(shù)據(jù)差異值在2%以內(nèi)，在誤差范圍內(nèi)。

表3 小配合胎體混煉膠性能數(shù)據(jù)

從表4的測試數(shù)據(jù)可以看出，配方中添加環(huán)保型塑解劑后胎體硫化膠的硬度降低1個(gè)值，降幅約為1.3%；定伸應(yīng)力（10%定伸應(yīng)力，約降低1%；100%定伸應(yīng)力，約提升2%；200%定伸應(yīng)力，約提升1%；）有相應(yīng)提升；拉伸強(qiáng)度約提升2%；鋼絲黏合力提升約1.4%；其他無明顯差異。致，從表5的測試數(shù)據(jù)可以看出，車間大試胎體混煉膠配方中添加環(huán)保型塑解劑后混煉膠的門尼黏度ML(1+4)100 ℃降低約8.4個(gè)值，降幅約為9.3%，同時(shí)焦燒時(shí)間延長0.73 min，增幅約為5.0%，混煉膠料的加工性能有向好趨勢，塑性穩(wěn)定性明顯提升，流變數(shù)據(jù)差異值在2%以內(nèi)，無明顯差異。

表4 小配合胎體硫化膠性能數(shù)據(jù)

表5 車間大試胎體混煉膠性能數(shù)據(jù)

2.2.2 車間大試胎體膠料性能分析

車間大試混煉膠測試數(shù)據(jù)與小配合趨勢基本一車間大試硫化膠測試數(shù)據(jù)與小配合趨勢基本一致，從表6的測試數(shù)據(jù)可以看出，配方中添加環(huán)保型塑解劑后胎體硫化膠的硬度降低1個(gè)值，降幅約為1.3%；100%定伸應(yīng)力約提升2.9%；鋼絲黏合力提升約2.5%；其他無明顯差異。

表6 車間大試胎體硫化膠性能數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

（1）半鋼子午線輪胎的胎體配方中添加環(huán)保型塑解劑后混煉膠的加工性能得到改善，主要表現(xiàn)為門尼黏度大幅降低，降幅約為9%，同時(shí)焦燒時(shí)間延長約為5%，增加了加工的安全性；同時(shí)對混煉膠的其他各項(xiàng)性能無明顯影響。

（2）半鋼子午線輪胎的胎體配方中添加環(huán)保型塑解劑后硫化膠的邵爾A硬度約降低1個(gè)值，鋼絲的黏合力提升約2%，定伸應(yīng)力約提升2%，可相應(yīng)的提升輪胎的整體性能。